（体育教育训练学专业论文）山东省游泳运动员“水槽”训练的实验研究.pdf

i 摘 要 摘 要 近年来世界优秀游泳运动员的心脏容积指数18-20m l /kg 体重和最 大摄氧量80-90m l /kg 体重等指标并无显著增长但运动成绩仍在不断提 高 这就提示骨骼肌代谢能力的提高较心血管系统功能对高水平运动能力的提高 更为重要 从运动训练学的角度分析 传统的竞技游泳训练理念是把训练的核心放在提 高心血管系统功能的训练上以速度耐力为其体能支撑平台而现代竞技游 泳训练理念是把训练的核心放在骨骼肌耐受体内乳酸环境和持续收缩能力的训 练上以力量耐力为其体能支撑平台 水槽以其能够提供超过运动员极限游速的流速在游泳运动员的强度训 练中较游泳池训练具备更多的训练优势可以增加训练难度提高训练强度加 深对机体的有效刺激为了验证水槽训练对提高游泳运动员训练强度的有效 性掌握水槽训练对提高游泳运动员竞技能力发展变化的规律本实验挑选了山 东省游泳队部分备战 2008 年奥运会和 2009 年全运会的运动员在水槽和游 泳池两种不同水环境中以血乳酸脉搏频率等做为测试指标进行了横向的 训练强度对比实验和为期二个月的纵向打腿训练效果对比实验 实验结果表明 1配合游方面在相同速度下水槽和游泳池训练存在一定差异水槽中 有划水无力现象蝶泳和自由泳的划频差异不显著脉搏差异不显著蝶泳 和自由泳在水槽中测试的血乳酸值均低于游泳池差异显著说明相同速度下 水槽配合游的训练强度不如游泳池强度大 2打腿方面相同速度下的水槽和游泳池训练同样存在一定差异水槽中 蝶泳腿频率高于游泳池差异显著自由泳腿频率差异不显著可能是水槽中蝶 泳腿技术发生改变所造成的两种打腿在水槽和游泳池中的脉搏差异不显著两 种打腿在水槽测试中的血乳酸值均高于游泳池差异显著说明相同速度下的水 槽打腿训练比游泳池强度大对机体的刺激更大 3在水槽中可以进行超过游泳池极限速度的高速水流配合游训练训练的 强度较大 能够迫使运动员快速达到较高的脉搏和血乳酸值 水槽具有较好的 冲 酸训练效果在对运动员进行最高无氧代谢能力训练方面比游泳池效率更高 ii 4在水槽中可以进行超过游泳池极限速度的高速水流打腿训练训练的强 度较游泳池大能够迫使运动员快速达到较高的脉搏和血乳酸值 5经过两个月的水槽打腿训练同样水流速度情况下运动员的打腿频率 有下降的趋势可能是运动员的打腿能力有了一定的提高打腿的幅度和力度有 了一定的增加对水槽训练产生了适应统计分析两者差异不显著 6运动员的一致认为水槽训练的划水感觉不如泳池有划空的感觉 身体有一定程度的左右摇摆对技术动作的控制不如游泳池自如水槽极限流速 的训练强度远远高于游泳池对肌肉的刺激较大训练后有酸胀感原因可能是 水槽训练的划频在单位时间内较游泳池划频高 两次动作之间的衔接没有任何宽 息的时间所致 7通过水槽训练运动员也反映出了水槽许多性能指标上的不足如水槽 出水口附近的水流速度较快越远离水槽中线流速越慢由于水槽内流速不均 匀导致部分区域有旋涡出现对运动员的技术动作产生一定的干扰 关键词 关键词游泳运动员游泳水槽血乳酸脉搏频率 iii abstract in recent years, heart volume indices and vo2max of world excellent swimming athletes have not increased substantially. but their athletic performance has escalated continually yet, which tells us that it is more important that advancement of skeletal muscles metabolic ability compares to cardiovascular systems function. from the angle of sports training, the concept of traditional competitive swimming discipline puts the emphasis on the advancement of cardiovascular systems function and takes “ speed endurance” as supported platform for physical performance; whereas the concept of modern competitive swimming discipline puts the emphasis on skeletal muscle proof receptor inside lactic acid environment , be able to spread retractile abilitys discipline and takes “ strength stamina ” as supported platform for physical performance. “swimming flume” has lots of training advantage including providing flow rate which exceeds athletes limited swimming velocity, higher intensity and deepening effective stimulus. in order to demonstrate effectiveness of “swimming flume”, the author picks some excellent swimming athletes as experimental objects and chooses blood lactic acid, pulse, row frequency etc. as test indices, and then proceeds transverse intensity check experiment and 2-month fore-and aft swing of legs training effect check experiment in the two different environment: “swimming flume” and swimming pool. experiment results show: 1. at whole stroke aspect, this two discipline tests have some difference. at the same velocity, row frequency of freestyle and butterfly swimming has no significant difference. athletes pulses in this two discipline means have not difference. blood lactic acid in the swimming flume is lower than in the swimming pool and the difference is significant. at the same velocity, intensity in the swimming flume is lower than intensity in the swimming pool. 2. at swing-leg aspect, this two different disciplines means have some difference. iv at the same velocity, the frequency of butterfly-swimmingleg has significant difference, but free-style-leg has no significant difference. technology of butterfly-stroke-leg has significant difference between swimming flume and swimming pool. pulses in this two different test has no significant difference. blood lactic acid has significant difference. the result is contrary to the result got from whole stroke which shows that the intensity in the swimming flume at the same velocity is higher than the intensity in the swimming pool. 3. adopting exceedingly limited velocity in the swimming flume, training intensity is high and can force the athletes to get higher pulses, frequency and blood lactic acid quickly. proceeding most anaerobic metabolism ability discipline in the swimming flume has more efficient than in the swimming pool. 4. adopting exceedingly limited velocity in the swimming flume, training intensity is high and can force the athletes to get higher pulses, frequency and blood lactic acid quickly. 5. after 2-month swing of leg training in the swimming flume, at the same velocity, athletes frequency of swing of leg has the descending trend ,the reason may be athletes ability of swing of leg has some advance. scope of swing of leg and strength has advanced to some extent and athletes adapt to the training in the swimming flume. but there is no significant difference between them. 6. by training in the swimming flume, athletes perceptions are: the feeling is not well in the swimming flume. when the velocity exceeds to a certain number, athletes bodies will yawing to some extent and can not control their skilled movement freely. training intensity in the high-water-velocity of flow swimming flume is much higher than intensity in the swimming pool. especially, stimulus to the muscles is deeper and athletes have feeling of sore. the reason is row frequency in unit time is higher compared to the row frequency in the swimming pool, and twice movements connection is more compact, and skeletal muscles has no time to rest. 7. by training in the swimming flume, athletes reflect there are some drawbacks of the performance index of swimming flume, such as water velocity is quicker at the waterway, water velocity is inequality, wave is bigger. and part region has vortices v which disturb athletes skilled movement. key words: swimmer; swimming flume; blood lactic acid; pulse; frequency 学位论文原创性声明 学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的论文是我个人在导师指导下独立进行研究工作取 得的研究成果除了文中特别加以标注引用的内容和致谢的地方外论文中不包 含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果 与我一同工作的同志对本 研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意 学位论文作者签名 导师签名 学位论文版权使用授权书 学位论文版权使用授权书 本人完全了解山东体育学院有关保留使用学位论文的规定即学校有权 将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索并采用影印缩印或扫 描等复制手段保存汇编以供查阅和借阅同意学校向国家有关部门或机构送交 论文并编入有关数据库 学位论文作者签名 导师签名 签字日期 年 月 日 签字日期 年 月 日 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 1 前言 近年来竞技游泳运动水平的迅速提高与高科技手段的介入无不关系而各 种科技手段的介入主要体现在对人体极限运动能力的提高与挖掘上 以科技为依 托 尝试新的训练方法和手段 并与运动训练密切结合 已成为各国备战奥运会 各省市备战全运会等重要赛事前的一种战略思维 游泳水槽以下简称水槽以其能够提供定量的可控水流速度和超过现 有游泳运动员极限游速的流速而具有较高的科研价值和体能训练潜力因此 备受各国游泳界的关注和青睐 有关水槽的科研和训练实践研究已成为当前国际 游泳理论界的一个热点问题在国外传统的游泳强国如美国德国荷兰 澳大利亚 英国 俄罗斯等正在采用高新技术建造性能更加优越的水槽 在国内 上海体育科研所和山东体育学院 2005 年初率先建造了水槽上海体科所的水槽 直接投资 1000 余万元人民币采用德国技术由德国人援建山东体育学院建 造的低氧水槽由北京力王科技有限公司和山东体育学院联合研制开发总投资 160 万人民币具有自主知识产权 本研究是我的二位导师承担的国家体育总局备战 2008 年奥运会攻关课题的 一部分内容根据二位导师给自己确定的体能训练研究方向本实验研究以游泳 运动员的专项体能为研究内容采用水槽训练手段以我省备战 2008 年奥运会 和 2009 年全运会的部分优秀运动员为研究对象 尝试性地设计了多种实验方法 以检验水槽训练的可行性有效性和科学性为今后水槽训练提供数据积累为 推广和应用水槽训练 全面提升我省乃至我国游泳运动员的体能水平打下坚实的 科学基础 1 问题的提出 近年来世界优秀游泳运动员的心脏容积指数1820ml/kg和最大摄氧 量8090ml/kg等指标并无明显增长但运动成绩仍在不断提高这就从能 量代谢的角度提示我们骨骼肌代谢能力的提高较心血管系统功能对运动能力的 提高更为重要换句话说想要游的快必须忍受体内高水平的乳酸环境提高 运动员机体在高强度运动状态中对乳酸的耐受力 采用水槽进行训练从理论上讲可增加训练难度提高训练强度加深对机 体的有效刺激但在具体的训练实践操作过程中能否通过相关技术参数和量化 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 1 前言 近年来竞技游泳运动水平的迅速提高与高科技手段的介入无不关系而各 种科技手段的介入主要体现在对人体极限运动能力的提高与挖掘上 以科技为依 托 尝试新的训练方法和手段 并与运动训练密切结合 已成为各国备战奥运会 各省市备战全运会等重要赛事前的一种战略思维 游泳水槽以下简称水槽以其能够提供定量的可控水流速度和超过现 有游泳运动员极限游速的流速而具有较高的科研价值和体能训练潜力因此 备受各国游泳界的关注和青睐 有关水槽的科研和训练实践研究已成为当前国际 游泳理论界的一个热点问题在国外传统的游泳强国如美国德国荷兰 澳大利亚 英国 俄罗斯等正在采用高新技术建造性能更加优越的水槽 在国内 上海体育科研所和山东体育学院 2005 年初率先建造了水槽上海体科所的水槽 直接投资 1000 余万元人民币采用德国技术由德国人援建山东体育学院建 造的低氧水槽由北京力王科技有限公司和山东体育学院联合研制开发总投资 160 万人民币具有自主知识产权 本研究是我的二位导师承担的国家体育总局备战 2008 年奥运会攻关课题的 一部分内容根据二位导师给自己确定的体能训练研究方向本实验研究以游泳 运动员的专项体能为研究内容采用水槽训练手段以我省备战 2008 年奥运会 和 2009 年全运会的部分优秀运动员为研究对象 尝试性地设计了多种实验方法 以检验水槽训练的可行性有效性和科学性为今后水槽训练提供数据积累为 推广和应用水槽训练 全面提升我省乃至我国游泳运动员的体能水平打下坚实的 科学基础 1 问题的提出 近年来世界优秀游泳运动员的心脏容积指数1820ml/kg和最大摄氧 量8090ml/kg等指标并无明显增长但运动成绩仍在不断提高这就从能 量代谢的角度提示我们骨骼肌代谢能力的提高较心血管系统功能对运动能力的 提高更为重要换句话说想要游的快必须忍受体内高水平的乳酸环境提高 运动员机体在高强度运动状态中对乳酸的耐受力 采用水槽进行训练从理论上讲可增加训练难度提高训练强度加深对机 体的有效刺激但在具体的训练实践操作过程中能否通过相关技术参数和量化 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 2 指标的检测来验证水槽训练对提高游泳运动员训练强度的有效性从而掌握应 用水槽训练对提高游泳运动员竞技能力的变化规律 这是水槽实验研究所要解决 的问题之一 当今泳坛 对手之间的竞技水平和运动成绩的差距逐步缩小 特别是在 200m 以下的短距离项目的角逐上 这种趋势更加明显 在赛程的前 75%往往齐头并进 难分伯仲决定胜负和确定领先优势往往靠后 25%赛程的冲刺而要保证后半程 冲刺能力提高后程打腿频率和强度使运动员保持较高的身体位置是提高后 半程速度特别是最后 5-10m 的极限冲刺能力的关键由于腿离心脏距离较远 打腿相对于配合游的能耗比更大因此对运动员机体的耐酸能力也提出了更高 的要求利用水槽精确调控流速的特点寻找出运动员打腿极限强度的水流速度 进行训练有效提高打腿冲刺能力是水槽实验所要验证的问题之二 上述两个问题能否通过水槽训练加以解决对于备战 2008 年奥运会和 2009 年全运会的山东游泳队而言是一个带有全局性普遍性的战略性问题解决好 这两个问题不但可使我省备战两运的运动员普遍受益还能对我国游泳运 动的发展提供一个创新性的训练模式 2 文献综述 2.1 水槽训练的基本原理 水槽结构及工作原理水槽结构及工作原理 水槽被人们形象地称为水中跑步机它的设计初衷是受风洞和水 洞设备的启发专门针对游泳运动员设计的研究技术动作与流体力学关系的大 型实验设备水槽借鉴了风洞和水洞在研究分析空中飞行器和水上高速 舰船时可人为模拟和控制各种极端的自然条件为研究者提供一个相对静止 稳定 可近距离观察实验对象的研究方式 把游泳运动员置于高速流动的水流中 通过各种数据采集设备收集运动员游进过程中的各项技术参数和生理生化指 标从而为运动员技术动作诊断和科学训练提供依据这就是人们应用水槽训练 的主要动机 水槽的硬件部分是由电器控制部分水泵整流槽槽体观察窗挡水 板立式循环水道和水净化设备等构成 其工作原理是 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 2 指标的检测来验证水槽训练对提高游泳运动员训练强度的有效性从而掌握应 用水槽训练对提高游泳运动员竞技能力的变化规律 这是水槽实验研究所要解决 的问题之一 当今泳坛 对手之间的竞技水平和运动成绩的差距逐步缩小 特别是在 200m 以下的短距离项目的角逐上 这种趋势更加明显 在赛程的前 75%往往齐头并进 难分伯仲决定胜负和确定领先优势往往靠后 25%赛程的冲刺而要保证后半程 冲刺能力提高后程打腿频率和强度使运动员保持较高的身体位置是提高后 半程速度特别是最后 5-10m 的极限冲刺能力的关键由于腿离心脏距离较远 打腿相对于配合游的能耗比更大因此对运动员机体的耐酸能力也提出了更高 的要求利用水槽精确调控流速的特点寻找出运动员打腿极限强度的水流速度 进行训练有效提高打腿冲刺能力是水槽实验所要验证的问题之二 上述两个问题能否通过水槽训练加以解决对于备战 2008 年奥运会和 2009 年全运会的山东游泳队而言是一个带有全局性普遍性的战略性问题解决好 这两个问题不但可使我省备战两运的运动员普遍受益还能对我国游泳运 动的发展提供一个创新性的训练模式 2 文献综述 2.1 水槽训练的基本原理 水槽结构及工作原理水槽结构及工作原理 水槽被人们形象地称为水中跑步机它的设计初衷是受风洞和水 洞设备的启发专门针对游泳运动员设计的研究技术动作与流体力学关系的大 型实验设备水槽借鉴了风洞和水洞在研究分析空中飞行器和水上高速 舰船时可人为模拟和控制各种极端的自然条件为研究者提供一个相对静止 稳定 可近距离观察实验对象的研究方式 把游泳运动员置于高速流动的水流中 通过各种数据采集设备收集运动员游进过程中的各项技术参数和生理生化指 标从而为运动员技术动作诊断和科学训练提供依据这就是人们应用水槽训练 的主要动机 水槽的硬件部分是由电器控制部分水泵整流槽槽体观察窗挡水 板立式循环水道和水净化设备等构成 其工作原理是 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 3 由功率在 5580 千瓦的交流电机提供动力采用交流变频调速方式调节电 机转速从而控制水流速度由于交流变频调速的特点可实现无级变速所以能 实现对速度的精确调节通过与计算机相连实现对水槽各项技术指标的智能化 控制与管理 水流在水泵口流出时由于流速快水流不稳定直接流入水槽时会产生 波浪漩涡对游泳运动员的技术动作会产生一定的影响所以需要对水流进行 整流经整流后水流速度均匀水面几乎没有波浪这种水流环境对运动员的 游泳技术动作产生的影响较小运动员在水槽中游进其游速必须和水流速度相 匹配 如果游速小于或大于水槽的流速会出现相对于槽体位置的上下位置移动现 象所以对运动员的游速控制能力要求很高 对水槽训练效果的争论对水槽训练效果的争论 对应用水槽训练目前存在两种观点第一种观点认为虽然水槽训练具 备精确控制水流速度和能提供极限水流速度两大性能优势但运动员在水槽 中训练水为流动的水而游泳池中的水是静止不动的水运动员在两种不同的 水流环境中运动划水感觉和技术动作都存在一定的差别长时间在水槽训 练容易破坏划水的肌肉本体感觉和导致技术动作变形所以水槽的训练效果 不佳训练中不主张采用水槽训练第二种观点认为水槽训练客观上会对运 动员的技术动作和划水感觉产生一定的影响但水槽可提供超极限的水流速度 这对于提高游泳运动员专项体能水平加深对机体的刺激力度加大训练负荷和 强度都是其他训练方法和手段所不能比拟的相对于技术动作和本体感觉上的 负面影响水槽具备明显的训练优势综合考虑应用水槽训练利大于弊 本文作者的观点两种观点的争论实际上就是游泳界两种流派的争论一种 是技术流派强调技术重要性另一种是体能流派强调技术对体能的依赖两 种观点都有一定的理论和现实依据 但由于都从具体问题的微观视角来谈论宏观 的问题难免都带有一定的片面性从宏观的运动训练学角度讲技术和体能训 练孰轻孰重孰先孰后的问题是训练理论的几个基本问题也是首先要厘清的 问题游泳是典型的体能类项目技术对体能有着一定的依赖性换句话说要 想在比赛中表现出良好的技术水平取得优异运动成绩技术必须得到体能的良 好支撑我们也常把这种体能形象地称为体能平台具体到游泳训练传 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 4 统观念中的速度耐力体能平台已不能适应当今游泳比赛中的强度要求取而 代之的是 力量耐力 的训练理念 我们把用最大力量游泳的持续能力称之为 力 量耐力这也是为当今游泳技术提供支撑的体能平台水槽训练容易破坏肌肉 划水的本体感觉并对技术动作产生一定的负面影响这是客观现实但水槽训练 也能解决常规训练中难以解决的很多问题权衡利弊得失作者认为要汲取和 借鉴两种观点中的合理因素并在训练中遵循以下原则首先是水槽训练是训练 手段创新的一个具体体现有一定的技术风险但潜在的训练效益也很大常言 道风险与机遇并存其次是具体训练的操作上要注意 水槽训练的时间要短 负荷量要小训练强度要高只有这样才能达到扬长避短的目的在水槽训练 中取得最大收获和训练效益 2.2 水槽建造及技术性能 早在 20 世纪 70 年代初至 80 年代中后期德国瑞典意大利日本和俄 罗斯就相继设计和建造了竞技游泳水槽 1 但当时这些水槽的水流质量并不理 想主要问题包括波浪相对较大气泡排除效果不好水流湍流度较大水槽尺 寸较小等这些问题一方面使运动员游起来感觉与在静水中有明显的不同另一 方面 也降低了测试的准确性和可靠性 1987 年 美国游泳协会与美国 uni-dyne 公司投入 100 万美元在科罗拉多的高原训练基地共同设计和建造了一个更现代 化的游泳水槽测试平台 2该水槽在结构和功能上更加优越在游泳的应用研 究方面也比过去有了显著的进步 这主要表现在他们开始将一直处于基础研究中 的问题与游泳训练和科研的实践结合起来如游泳不同段落的能量代谢比例问 题最佳划水路线问题以及技术经济性和效率问题等等 德国是目前世界上建有竞技游泳水槽最多和最早的国家汉堡马格德堡和 慕尼黑奥林匹克中心等都建有水槽3由于建造水槽的历史较早在水槽的使用 方面积累了不少的经验另外德国的游泳教练和科研人员共同研发了一套仅在 水槽上才可以使用的游泳技术评价体系三线运动分析系统 为游泳技术的改 进提供了科学的依据 41997 年新西兰的 otago 大学在考察了各国的游泳水 1 徐心浩,仰红慧,余卫东,李旭鸿,陈森兴.游泳水槽在现代游泳训练和科研中的应用.体育科学j.2006 年(第 26 卷)第 10 期 2 annual report from international center for aquatic research (icar) r.usa :1990. 3 helga pfeifer .schwimmen m.germany : 1991. 4 仰红慧,李旭鸿,余卫东,徐心浩,陈森兴.游泳水槽三线运动分析系统的应用介绍及二次研发的构想.体 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 5 槽后自行设计和建造了一个游泳和皮划艇共用的水槽该水槽使游泳和皮划艇 在同一水槽中的训练成为可能此外他们还采用了力学传感器系统作为游进时 力学测量的手段将力的变化与运动图像结合起来分析评价5 与国外建造水槽的情况相比我国游泳水槽建造起步较晚2005 年 2 月 在上海市科委的资助下上海市科技局投资 1000 余万元人民币采用德国技术 在上海市体育局建成了国内第一个具有国际先进水平的竞技游泳水槽该水槽 长宽各为 6m 和 4m水流精度上达到0.01ms湍流度为 1%波高为 0流 速在 2.0ms 时的气泡也不影响生物力学的观测6 山东体育学院在山东省体育局的资助下与北京力王科技有限公司联合研制 了具有自主知识产权的游泳水槽水槽总投资 160 万元人民币位于山东体 育学院东校区游泳馆辅助建筑中 这种建造格局主要是为了方便运动员训练而设 计的水槽实验室通过一个 10m 长的通道与游泳馆相连运动员不必更衣就可 以在游泳馆和水槽实验室之间自由通行 教练员可把水槽训练内容纳入到整体训 练计划之中使水槽不但能进行科学研究而且充分发挥辅助训练作用从而提 高水槽的训练和使用效率 由于受投资额度的限制 加上是首次设计建造 缺乏相应的设计和制作经验 水槽的总体尺寸小于上海水槽各项技术参数和指标的精确度也稍逊于上海水 槽山东水槽长 4.5m宽 2.5m水流精度达到0.01ms波高为 0.01m最高 流速 25m/s和上海水槽相比山东水槽多了一个低氧功能在水槽上方建有 体积为 6m3m2m 的低氧罩制氮机通过抽掉空气补充一定比例的氮气来控 制罩内的氧气含量从而可形成能模拟不同海拔高度的常压低氧环境为提高水 槽体能训练难度建成具有综合性极限运动环境的设备进行了有益的尝试和探 索 2.3 机能评定和体能训练 2.3.1 生理学研究 通过水槽提供的稳定可调水流 游泳运动员可以在水槽里进行相对静止的运 育科研j .2006 年第 27 卷第 2 期 5 barry wilson . a compilation of research and reports on swi-mming conducted at the university of otago m . new zealand : university of otago ,1998. 6 国英,游泳健将有了 水中跑步机.上海身边科技n2005 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 6 动 这就对运动员在运动过程中实施心肺功能及其他的相关的生理生化的测试提 供了与实际运动最为相似的测试环境 1 有氧能力的研究有氧能力的研究 1998 年 barry wilson 等人用传统的递增负荷法在水槽中测试 vo2max通 过游泳水槽测定了游泳运动员递增游泳负荷时的耗氧量值无氧阈速度和 vo2max 速度为游泳运动员训练强度的评定提供了理论依据78美国科罗拉 多游泳研究中心也采用过类似的水槽测试法对运动员的 vo2max 进行测定 并得 出结论美国优秀游泳运动员的 vo2max 一般在 6575ml/kg/min 之间9另外 j olbrecht 等科研人员采用了在游泳水槽中递增强度测试的方法对运动员水 槽训练的乳酸情况进行了研究试图寻找不同运动员乳酸拐点以决定个体无氧 阈 2 无氧能力的研究无氧能力的研究 1988 年medbo 等提出了用短时间运动后最大氧债量来评价运动员无氧能 力的变化在理论上尽管运动后的氧债并不完全是由短时间运动过程的做功量 决定的但实验证明二者存在着直接相关关系101998 年wilson 教授在新西 兰的水槽利用相似的方法对游泳运动员的无氧能力进行了测试和评价 以此来确 定运动员的无氧能力 11利用同样的原理美国科罗拉多游泳研究中心(icar) 的科学家在水槽中测试了从高中游泳运动员到世界级游泳运动员的无氧能力 他 们的测试相对更加全面 3 游泳技术经济性的研究 游泳技术经济性的研究 游泳技术经济性的好坏不是由运动员的技术优劣决定的 而是通过对比完成 同样的技术所花费的能量多少来确定的 利用游泳水槽测试平台可以对运动员的 技术经济性进行很好的评价例如barry wilson 等人利用上面提到的水槽递 增负荷实验通过呼吸分析系统测定出的耗氧量推算运动员在不同速度下完成 7 annual report from international center for aquatic research (icar) r. usa :1990. 8 barry wilson . a compilation of research and reports on swi-mming conducted at the university of otago m . new zealand : university of otago ,1998. 9 rebecca battista , chartene m argarucci.icar physiological testing profiles j.sci art coaching ,2000,6 (1) :20-22. 10 medbo j j , mohn a c. anaerobic capacity determined by maximal a ccumulated o 2 deficit j.j appl physiol , 1988,64:50-60. 11 barry wilson. a compilation of research and reports on swi-mming conducted at the university of otago m.new zealand : university of otago ,1998. 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 7 同一距离所消耗的能量 进而比较同一运动员在不同的训练阶段游泳技术经济性 的变化 12在美国科罗拉多的游泳研究中心科研人员往往选用略低于和略高 于无氧阈强度的速度进行 45min 的游泳水槽匀速游测量耗氧量以分析完成每 级强度下的能量消耗这种测试方法也被称作技术经济性测试徐心浩等利用游 泳水槽也对上海游泳队的优秀游泳运动员的 vo2max无氧阈和无氧能力技术 经济性进行了测试 发现运动员的vo2max存在较大差异(范围在5585ml/min/kg 之间)并且发现这些运动员的中长距离训练手段的完成成绩不仅与 vo2max 有 关 还与运动员的技术经济性以及氧动力学有很大的关系 另外也发现 vo2max 较低的运动员在这些训练手段的完成成绩方面与高 vo2max 的运动员存在显著 差异 13 在 battista 14和 cardoso 15的研究中也有类似的发现 2.3.2 生物力学研究 由于水槽可以在固定的位置对运动员的技术进行更加细致的生物力学分析 因而相关研究也开始的较早1998 年wilson 教授就利用水槽对一些青少年游 泳运动员的技术进行了生物力学参数采集 经过与同一距离和游速的游泳池对照 组的技术参数对比分析发现 运动员在游泳池和水槽中同一游速下的划手频率在 中低游速时没有显著区别但在该测试的最高游速下(1.6m/s)出现了小的但呈显 著性的区别 16为了进一步验证这两种游泳环境的技术区别徐心浩在水槽中 也进行了类似的研究 17 结果发现对于蛙泳运动员在不同的游速下划手频 率没有显著性的区别对于自由泳运动员当游速在 1.551.70m/s 时二者的频 率并未有显著的区别有些运动员在水槽中的划频甚至还略低于游泳池推测原 因可能是由于运动员在水槽游进时有了更固定的参照物因此滑行动作可以做 的更加充分 12 barry wilson . a compilation of research and reports on swi-mming conducted at the university of otago m . new zealand : university of otago ,1998. 13 徐心浩,仰红慧,余卫东,李旭鸿,陈森兴.游泳水槽在现代游泳训练和科研中的应用.体育科学j . 2006 年(第 26 卷)第 10 期 14 david j smith ,stephen r norris , john m hogg.pe-rformance evaluation of swimmers j. ports med , 2002 , 32 (9) : 539-554. 15 马格利索.swimming even faster m. usa: human kinetics , 1988. 16 b d wilson , h takagi , dlpease.technique compa-rison of pool and flume swimming m.viii international symposium on biomechanics and medicine in swimming .einland :1998. 17 徐心浩,仰红慧,余卫东,李旭鸿,陈森兴.游泳水槽在现代游泳训练和科研中的应用.体育科学j.2006 年(第 26 卷)第 10 期 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 8 2.3.3 运动学参数研究 1990 年在美国科罗拉多水槽中科研人员根据在水槽中拍摄的技术图像 计算出运动员游进时的身体重心的速度变化 然后将这一变化与划水动作的各个 时相结合 分析技术的优缺点 但是 这种方法虽然操作简单 计算的工作量大 很难做到及时反馈 18为了解决这一重要的技术问题德国科研工作者设计发 明了一套游泳水槽三线运动分析系统并经过了多年的使用和改进是一套比较 典型的软硬件结合的操作系统1920ralf buckwitz 等曾利用该设备对德国的 优秀游泳运动员的技术特征进行了测试分析 并且发现该种设备的可靠性比过去 的运动学的计算方法和其他直接测量方法更好21 2.3.4 动力学参数研究 水槽的建立使科研人员可以更准确地测量动态阻力值这将更好地帮助我 们评价运动员的游泳技术水平221999 年新西兰的 wilson 教授和前苏联的科 研人员就在水槽中利用不同的方法测量了运动员游进时的动态阻力 但由于动态 阻力的复杂特性使得科研人员很难确定一个正确的绝对值因此在应用时也 往往只是进行相对值的比较来判断运动员游泳技术的优劣 23 仰红慧等(2006) 在上海水槽实验室设计了一套新的适用于游泳水槽测定动态阻力的装置 该装置 能够测量出固定方位上的动态约束力 进而后期推算出运动员游进时所受到的水 动力变化在与摄像机图像同步分析后可更进一步揭示游泳技术对阻力与推进 力的影响从而为游泳技术的改进提供参考 24 另外利用水槽还可以对运动 员游泳时的推进力进行准确的测量 例如 shigetada kudo(1999)等在新西兰水槽 中采用在运动员的手掌上安装小的力传感器以记录划手力量的方法 来确定游泳 时的推进力25另外htakagib wilson 等人则在水槽中安装了牵引装置 18 annual report from international center for aquatic research (icar) r.usa :1990. 19 仰红慧,李旭鸿,余卫东,徐心浩,陈森兴.游泳水槽三线运动分析系统的应用介绍及二次研发的构想.体 育科研j.2006 年第 27 卷第 2 期 20 仰红慧.游泳水槽三线运动分析系统的应用及二次研发r.2006 年体育仪器器材与体育系统仿真技术 学术报告会,2006. 21 ralf buckwitz.direct measurement of intra-cyclic vel-ocity fluctuations in a swimming flume m. ix international symposium on biomechanics and medicine in swimming.france , 2002.105-109. 22 仰红慧,魏文仪.游泳动态阻力研究的现状评述j.体育科研,2004,25(5):48-51. 23 h takagi , b wilson.calculating hydrodynamic force by using pressure diffrences in swimming m.biomechanics and medicine in swimming.newzealand :1999.101-106. 24 仰红慧,魏文仪.游泳动态阻力研究的现状评述j.体育科研,2004,25(5):48-51. 25 barry wilson.a compilation of research and reports on swi-mming conducted at the university of otago m.new zealand : university of otago ,1998. 山东体育学院硕士学位论文 山东省游泳运动员水槽训练的实验研究 9 并与力学传感器相连来直观地测量划水和打腿的动力值而且该方法可以与 图像分析系统相结合一起及时有效地分析运动员技术的优